重型商用汽车排气制动下坡能力研究.pdf

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1、第30卷第9期甘肃科技Z．30No．92014年5月GansuScienceandTechnolMay．2014重型商用汽车排气制动下坡能力研究赵含雪，王金洋(长安大学汽车学院，陕西西安710064)摘要：对重型商用汽车排气制动的下坡能力进行了理论和试验的分析。结果表明，在不同坡度的道路上排气制动可以起到有效的制动作用，从而防止了主制动器过热，提高了山区行车的安全性。关键词：重型商用汽车；排气制动；下坡性能中图分类号：F426我国道路构成中，山区道路占了重大比例。山区道路由于地理条件的制约，常采用长距离，大下坡1排气制动原理的道路形式。车辆在这样的道路上行驶时，为了保发动机正常工作过程的

2、压力一容积图如图1所证行驶安全，需要长时间且大小基本不变的制动功示，膨胀和压缩过程曲线所围成的阴影部分面积为率。如果仅采用主制动器制动，虽然短时间内可以发动机对外做的正功，进气和排气过程曲线所围成产生较大的制动功率，但随着制动时间增加，主制动的双阴影部分面积为对外做的负功。图中正功部分器会因温度升高而发生制动效能的热衰退现象，使大于负功部分，发动机对外输出功率。发动机怠速得制动功率不断下降⋯。在山区的连续下坡道路状态下的压力一容积图如图2所示，此时供给的燃上，由于主制动器的制动效能下降或完全消失而引料仅可以维持发动机的正常运转，正功部分与负功发的交通事故屡见不鲜。部分面积相等，发动机不对

3、外输出功率。当发动机实际上，在连续下坡路段，驾驶员应采用辅助制制动时，不向气缸供油，膨胀过程与压缩过程所包围动系统对车辆实施制动。辅助制动系统虽然短时间的曲线也同样做负功如图3所示。此时发动机输出内不能产生较大的制动功率，但可以保持长时间基的总负功为双阴影面积之和，汽车拖动发动机运转本恒定的制动效能，其这样的特点可以满足车辆在而达到发动机制动的目的。排气制动建立在发动机连续下坡过程中的制动要求。因此为了提高商用汽制动吸收能量基础之上，在排气管路中安装一个制车的山区行驶安全性，在车辆上加装辅助制动系统动阀，当排气制动阀关闭时，阻止了气缸内的气体向并深入研究其制动性能是十分必要的。辅助制动系

4、外排出，增大排气阻力，使得制动扭矩进一步增统包括发动机制动，排气制动，缓速器等J。本文大J。排气制动时排气过程曲线和进气过程曲线对辅助制动系统中排气制动的原理进行讨论，同时所包围的面积之和大于发动机制动这两部分的面积对排气制动下坡时的性能进行研究。之和如图4所示。由此看出排气制动的制动扭矩大lOO0lOOl000lc容秘lfl《，)，cm图1发动机全负荷时压力容积曲线图2发动机怠速时压力容积曲线第9期赵含雪等：重型商用汽车排气制动下坡能力研究39基U●岛姜巴量《毒(缸容秘In(I~')／cm图3发动机制动时压力容积曲线图4排气制动时压力容积曲线文选择测试重型商用车东风天龙DFIA251A

5、9型牵2排气制动性能试验引车满载状况下的排气制动性能。DFIA251A9型排气制动的制动能力受到许多因素的影响，不牵引车的主要技术参数和变速器各档位传动比见表同车型采用不同发动机而产生的制动扭矩不同。本1，2。表1主要技术参数试验在水平水泥路面上进行，对重型商用汽车通过剔除异常数据并对关系式(1)、(2)、(3)、的12个档位的排气制动性能进行试验研究，通过试(4)处理计算，得到排气制动特性曲线(各档位取验仪器测得各档位排气制动时车速随时间的变化关平均)如图5所示，可知排气制动的制动扭矩随发系。对速度时问关系三次拟合求得=t)的函数。动机转速的上升而增加。对函数中车速u求导，得到加速度口

6、随时间的变化关系为口=厂()，结合速度与时间的关系，得到a=厂(U)的车速随加速度变化曲线的二次拟合函数。排气制动工作时，对车辆进行动力学分析，得纵向动力学方程：F^=F。f—F一，r(1)一其中：F(N)——排气制动的持续制动力；，⋯(N)——车辆行驶过程中受到的总阻力；F和广一车辆行驶过程中所受的空气阻力图5排气制动扭矩随发动机转速变化曲线和滚动阻力。其中总阻力。的计算方式为：当车辆在坡度为tant~=i的坡道上行驶时。根Fe_=6ma(2)据汽车动力学平衡方程，可得汽车纵向动力学方程其中：——旋转质量换算系数；为：m——整车总质量；8——减速度的负值。k++Fw+‘m‘口=m‘g·

7、(5)。√1+i空气阻力和滚动阻力的和通过脱档滑行试验测假设车辆以恒定车速下坡，即a=0，则得到下得，经计算得：坡坡度方程：，+=0．168u+2．8u+3651．2(3)F七Ff+F将排气制动力转换成制动力矩为：(6)：(4)甘肃科技第30卷根据(6)式得到下坡坡度与排气制动车速之间当选择合适的档位，保证车速在不超过40kh的的关系如图6所示引。如图可知车辆使用不同档位范围内尽可能大。在不同坡度下可行驶的车速。车辆连续下坡时，应f